I geni che plasmano il corpo della giraffa

La giraffa è un mammifero strano, col suo corpo così profondamente diverso da quello dei suoi parenti ungulati. Il collo e le zampe lunghissime hanno attirato l’attenzione dell’uomo dal tempo dei romani e solamente adesso, con il sequenziamento del suo genoma, si è capito quali siano e come abbiano agito i geni che hanno trasformato un animale simile a un’antilope in un altissimo erbivoro.

La giraffa è entrata nell’immaginario collettivo perché il lungo collo e le zampe hanno solleticato la curiosità di zoologi e esploratori. Questi strani adattamenti sono stati anche usati, si dice, da Darwin e Lamarck come esempio dei rispettivi meccanismi dell’evoluzione.

Per capire come l’evoluzione abbia potuto modificare in fretta e radicalmente il corpo della specie (vedi l'articolo su Nature), un gruppo di ricercatori africani e statunitensi ha sequenziato il genoma della giraffa, in particolare della sottospecie masai (Giraffa camelopardalis tippelskirchi) e l’hanno confrontato con quello di un okapia (Okapia johnstoni), l’unico altro membro della famiglia Giraffidae, che vive nelle foreste della Repubblica Democratica del Congo. L’okapia ha un corpo più normale, con le zampe e il collo non diversi da quelli di una grossa antilope.

Dieta e scheletro. L’analisi del Dna delle due specie ha permesso di scoprire che nella giraffa ci sono alcuni gruppi di geni totalmente diversi da quelli dell’altra specie. In particolare sono tratti di Dna che governano il metabolismo, la crescita e lo sviluppo, sia dello scheletro sia del sistema nervoso e di quello cardiovascolare. Questo perché la giraffa ha una dieta molto particolare, di foglie ricche di nutrienti ma anche di sostanze velenose. Uno scheletro così allungato ha inoltre necessità di cuore, arterie e vene molto più forti, per spingere il sangue fino al cervello, a quasi cinque metri dal suolo.

Geni maestri. Tra i geni che sono più differenziati rispetto a quelli dell’okapia ci sono i cosiddetti regolatori, che comandano lo sviluppo e la crescita coordinata di grandi porzioni del corpo durante lo sviluppo embrionale. Sono veri e propri architetti del corpo, e una loro variazione ha grandi ripercussioni sull’intero animale. Per esempio, geni chiamati HoxB3, Cdx4 e Noto, molto diversi rispetto a quelli di altri animali, hanno il compito di limitare la crescita solo alle ossa del collo e a quelle delle zampe. Un altro gene importante è il cosiddetto FGF, il fattore di crescita dei fibroblasti. Tutti questi tratti di Dna sono differenti da quelli, con le stesse funzioni, presenti nell’okapia, proprio perché questa specie non ha evoluto gli adattamenti alla vita della savana come la giraffa.

La ricerca ha dimostrato come una o più modifiche di un gruppo di geni fondamentali basta per cambiare una specie in maniera radicale. E che l’evoluzione può quindi, toccando i tasti giusti, modificare in modo molto veloce e profondo la struttura di un corpo.